次氯酸鈉氧化法處理阿維菌素廢水的實驗研究

姚清國 ,段書德,俞龍泉

(石家莊學院化工學院,河北石家莊050035)

1 引言

阿維菌素生產廢水是近年來出現的一種新型的抗生素廢水,主要來源于板框過濾過程中的壓濾水、沖框水、過濾布水。廢水中主要成分有可溶性蛋白類、氨基酸、殘糖、無機鹽及微量的阿維菌素。此類廢水具有高有機物、負荷、高氮、高磷的特點,并具有一定毒性,生物降解困難,屬難處理工業廢水[1～3]。目前我國各生物農藥生產企業的污水處理及排放有上流式厭氧生物濾床(UBF)反應器對阿維菌素廢水進行處理[4],PSAF混凝劑預處理阿維菌素廢水[5],USAB-生物轉化器-生物接觸氧化工藝處理阿維菌素廢水[6],白腐菌處理阿維菌素廢水[7],鐵碳內電解預處理阿維菌素廢水[8]等方法。這些方法均是從生物或者物理角度出發的,雖然也達到了一定的效果,但是操作步驟復雜,不容易控制反應的條件,且費用昂貴。而利用吸附法進行水處理,具有適應范圍廣、處理效果好、可回收有用物質等優點,所以在廢水處理中吸附法越來越受到人們的重視。

活性炭是目前水處理中普遍采用的吸附劑,研究表明,活性炭不僅對水中溶解的有機物,如苯類化合物、酚類化合物、石油及石油產品等具有較強的吸附能力,而且對用生物法及其他方法難以去除的有機物,如色度、異臭異味、表面活性物質、農藥、合成洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成的有機化合物及重金屬都有較好的去除效果[9]。當活性炭吸附達到飽和后,可以進行脫附再生,然后再重復使用,這也是活性炭的又一優點。通過再生使用,可以降低處理成本,減少廢渣排放,同時回收吸附質。

次氯酸鈉是一種多功能工業與民用化工產品,由于它在消毒殺菌、防腐保鮮、除臭、工業漂白及環境污染治理等方面的獨特功能,次氯酸對水中殘存有機物的作用以氧化為主,不產生氯酚,并可將致癌物氧化成無致癌性物質。此外它還能降解灰黃霉素、腐殖酸,且降解產物不以三氯甲烷形式出現。次氯酸對水中的色、味的去除能力也很強,可將水中的2,3,6-三氯苯甲醚(TCA)、2-異丙基-3-甲氧基吡嗪(IPMP)和2-甲基異冰片(M IB)等的怪異味去除。次氯酸具有較強的氧化作用,因而有較好的脫色作用[10]。所以本實驗通過先用活性炭吸附再用次氯酸鈉氧化的方法處理阿維菌素廢水,使其達到COD值大大降低。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

10%的次氯酸鈉溶液(天津市永大化學試劑有限公司),制藥廠廢水(河北石家莊某生物化工股份有限公司),活性炭(天津紅巖化學試劑廠),10-菲繞啉試劑(天津市河東區紅巖試劑),硫酸亞鐵銨(天津市紅巖化學試劑廠)硫酸銀,化學純(天津市天感化工技術開發有限公司)。

2.2 實驗步驟

2.2.1 活性碳吸附

取200m L廢水于錐形瓶中放置磁力攪拌器上,精密稱定1%的活性炭置上述錐形瓶中,用磁力攪拌器常溫攪拌1h,用真空抽濾器過濾,取濾液按國家標準測GB1191489測定COD,

2.2.2 次氯酸鈉氧化

分別精密移取7份20m L上述處理過的水于磨口錐形瓶中,依次編號。并分別加入體積量為廢水加入量的 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.8%、1.0%的次氯酸鈉于上述試液中,靜置1h。取出處理后的溶液按國家標準測GB1191489測定COD的值。

3 試驗結果分析

3.1 阿維菌素廢水經活性碳吸附后的COD的測定

取初始的阿維菌素廢水于錐形瓶中,為62 000 mg/L,初始的阿維菌素廢水200m L于錐形瓶中,加入1g(0.5m g/L)的活性碳吸附,置于磁力攪拌器上攪拌1h,用濾紙過濾,重復上述操作2次,過濾后按國家標準測GB1191489測COD值為1 400mg/L。當再提高活性碳的量提高到0.6mg/L,0.8mg/L時COD去除率沒有明顯下降,因此采用0.5mg/L的活性碳的添加量,每次實驗用過的顆粒活性炭,用蒸餾水沖洗干凈,干燥,然后在400℃左右活化 3 h,再利用到反應體系中,反復30余次,COD的去除率未見明顯下降。

3.2 阿維菌素廢水的測定

過濾后的廢水分別精密移取7份20m L上述處理過的水于磨口錐形瓶中,依次編號。并分別加入體積量為廢水加入量的 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.8%、1.0%的次氯酸鈉于上述試液中,靜置 1h后按國家標準測GB1191489測COD值,結果如表1。

表1 阿維菌素廢水的COD值的測定

通過表1可以看出當次氯酸鈉的加入量為廢水量的0.3%時阿維菌素廢水的 COD值最低是147m g/L。低于或高于此比例時效果均不理想,當適量的增加次氯酸鈉的加入量時,阿維菌素廢水的COD值逐漸降低,這說明次氯酸鈉有效地氧化了阿維菌素廢水中的有機物及其他還原性物質,并在一定范圍內呈線性關系。

4 結語

從本文的實驗結果可以得到0.3%的次氯酸鈉時效果最好,雖然沒有達到國標(120mg/L),但已大大降低了COD值,在實際生產中可以和生化的處理方法相結合,以達到最好的處理效果的,阿維菌素衍生物生產過程中產生的無機鹽對廢水生化處理工藝影響很大,如何保證所選擇的工藝,使之能在投資最小,又能在最佳的運行條件下運行,滿足出水要求,這需要將實驗室研究與工程實踐緊密結合起來,才能尋求到最佳工藝。

[1]趙振東,王春明,蔣文化.UBF處理阿維菌素廢水的實驗研究[J].環境科技,2010(1)：36～ 39.

[2]李再興,黃云龍,楊景亮,等.PSAF混凝劑預處理阿維菌素廢水試驗研究[J].河北科技大學學報,2008(12)：332～335.

[3]李再興,宋存義,楊景亮,等.UASB-生物轉化器-生物接觸氧化工藝處理阿維菌素廢水[J].工業水處理,2007(3)：26～30.

[4]董金霞,許 偉,羅人明,等.白腐真菌處理阿維菌素廢水優勢菌種篩選研究[J].河北化工,2006(10)：60～62.

[5]楊景亮,鄧曉麗,羅人明,等.鐵炭內電解預處理阿維菌素廢水[J].化工環保,2002(12)：347～ 349.

[6]陳孟林,林香鳳,黃 智,等.吸附劑的氧化法再生及其在廢水處理中的應用[J].廣西師范大學學報：自然科學版,2006(6)：68～71.

[7]洪強華.氯化法處理醫院廢水的研究[J].安全與環境學報,2002(12)：34～ 35.

[8]孫體昌,婁金生.水污染控制工程[M].北京：機械工業出版社,2009.

[9]制藥工業水污染物排放標準——化學合成類編制組.制藥工業水污染物排放標準 化學合成類編制說明[R].北京：制藥工業水污染物排放標準——化學合成類編制組,2007.

[10]陳舉恩,李滬萍,羅康碧,等.高級氧化技術處理制藥廢水研究進展[J].貴州化工,2008(2)：46～ 49.